Hoe werkt de lastregeling nou precies?

[gvandersel]

Misschien dat dit beter de boel uitlegt: Bier brouwen met PID. Stuk is op zich helder en legt de theorie aardig uit.

Wat ik in de bovenstaande stukjes steeds mis is dat de PID regelaar werkt op het verschil tussen wat je wil en wat je hebt (soll en isst). Zodra dit verschil 0 is wordt de PID regelaar inactief, er valt niets meer te doen. Ik zou uitkijken met het draaien aan de I en de D. Menige versterker is gesneuveld, doordat onder in vloed van verkeerde I en D instellingen de versterker ging oscilleren.

Groet,

Gerard van der Sel.

Na de analoge PID komt de digitale.

[Tjibbeb]

@Gerard,
Het klopt niet dat de PID of PI regelaar inactief wordt wanneer de gemeten waarde het setpoint bereikt. Zoals al is beschreven sommeert de I regelaar alle verschillen tussen de gemeten en gerealiseerde waarde die in het verleden zijn opgetreden. Bij het setpoint gelijk aan de meetwaarde is P altijd nul en is D nul wanneer de waarde constant is of slechts weinig fluctueert. Het I gedeelte zorgt nu voor de aansturing van de rijregelaar om ervoor te zorgen dat hij ook dit tempo blijft rijden. Wanneer de PID regelaar nul zou worden zou de trein stoppen. Hierin zit hem nu juist de kneep, de I-regelaar zorgt ervoor dat de regelaar het ingestelde setpoint kan bereiken. Een P-regelaar kan dat zonder hulpmiddelen niet. (hulpmiddel bij P regelaar is meestal extra bias)
Wanneer je leuk wilt experimenteren moet je eens kijken bij [url]http://www.kahlert.com/web/download.php[/url
Daar staan leuke programmas om PID regelaars te simuleren (Boris of Winfact)

Tjibbe

[gvandersel]

@Tjibbe,

Je hebt gelijk dat bij een error van 0 het I gedeelte nog werkt. Het zal proberen langzame veranderingen tegen te gaan (of te wel: langzaam veranderen van error, lees niet meer 0). Overigens een error van 0 betekent niet een uitgang van 0. Bij een error van 0 geldt dat soll is gelijk aan isst, of te wel: wat gevraagd wordt, wordt geleverd.

Groet,

Gerard van der Sel.

[Tjibbeb]

@Gerard.
Mee eens, de essentie blijft echter dat de I volledig verantwoordelijk is voor het "openhouden" van de regelaar bij een error van 0.
Denk ook maar eens aan een temperatuurregeling van een ruimte. Wanneer het setpoint van twintig graden is bereikt houdt de I de regeling open en levert precies die aanvoer van warmte die door ramen en muren verdwijnt. Omdat de warmtetransmissie sterk afhankelijk is van de buitentemperatuur zal de waarde van I dus ook elke keer varieren.
Bij de treintjes zal een helling in eerste instantie even leiden tot een toerental en dus een EMK verlaging. De regelaar wordt nu actief (er is tenslotte een error) en verhoogt langzaam de pulsbreedte tot de error is weggewerkt. De helling wordt nu met de vooraf ingestelde snelheid genomen. Het tekort aan toerental aan het begin van de helling heeft ervoor gezorgd dat bij de nieuwe "error is nul" een bredere puls wordt uitgestuurd via de I-regelaar. Hetzelfde, maar dan precies andersom, onstaat bij de afdaling. De motor draait dan heel even te snel.
Bij een juist (optimaal) ingestelde regelaar is dit vrijwel niet te zien. (ga ik vanuit, heb eigenlijk geen verstand van die moderne oplossingen).
Tjibbe

[henk]

Manamana...
Ik ben aan het afpellen. Stap voor stap.

Ik begrijp dat de P bepaalt hoe snel er op een afwijking wordt gereageerd. Dat heet in de gebruiksaanwijzing dan de hardheid.
De I zorgt ervoor dat als er voor langere tijd een extra inspanning van de lok nodig is om een ingestelde sneheid vol te houden (op een helling of in een boog), dat dan ook gebeurt. Bij het dalen natuurlijk omgekeerd.

Maar waar stel ik dat nu in bij de LoPi3?
P is K bij de LoPi3 (cv 54)?
I is cv 55?
Zo ja, wat betekent dat dan voor zeg een soepele middenmotor en een klassieke Fleischmann draaistelmotor? Waarom moeten de waarden in cv54 en cv55 bij de Fleischmann naar beneden?

In cv53 bepaal je de referentiespanning voor de maximum snelheid. Wordt daarmee ook de hele tabel aangepast? En als we de snelheidscurve veranderen met cv6, dan gaan de referentiewaarden in de tabel automatisch mee?

Indien gebruiksaanwijzing niet voorhanden, op pagina 11 de omschrijving van de cv's.
http://www.tsdbvba.be/handleidingen/lokpilot-lokpilotdcc-5260x-nl.pdf

[Karst Drenth]

Hoi,

Zo, iets meer beeld en bandbreedte

Het verhaal van Tjibbe is helemaal hoe het zit. In locdecoders zit bijna altijd een, eventueel gemodificeerde, PI regelaar.

K is inderdaad de P en I is I

I moet in overeenstemming zijn met de traagheid van de motor. Elke motor heeft enige traagheid, die met groot anker of vliegwielen meer dan anderen.

Al de I bij dergelijke motoren te hoog staat, zal de regeling gaan osscilleren. De I-regelaar regelt dan veel te actief bij, zonder op de toerentoename van de motor 'te wachten' met als gevolg een 'overshoot'. Een maal op toeren doet de regeling hetzelfde in de andere richting. E.e.a. wordt in de litratuur ook wel Integrator-wind-up genoemd.

Het kan tegen gegaan worden door een grotere P, waardoor de motor een grotere 'schop' krijgt om het verschil te overbruggen.

Doorgaans gaat een grotere P gepaard met een 'knorrende' motor. De kunst is dus om de P zo af te regelen dat de motor netjes loop op de lage stappen. Eventueel een beetje I er bij om hem ook op lage snelheid 'rond' te laten lopen.

Op hogere snelheid kun je dan b.v. met 'massa' ( = F4 ) uit en de rangeerstand ( F3 ) een soort van 'staprespons' creeeren. b.v. regelaar op max en dan F3 aanzetten. De loc moet dan direct naar de halve snelheid gaan en niet b.v. bijna stil gaan staan en vervolgens weer optrekken. Dat gedrag regel je netjes af met de I waarde.

De referentiewaarde is niet van invloed op de snelheidsstappentabel. Hij wordt slechts gebruikt om de regel kring te laten weten welke EMK-spanning hoor bij de maximale snelheid.

Ook deze is heel makkelijk in te stellen: regelaar op vol en CV53 varieren totdat de loc of niet meer sneller wordt, of juist gaat vertragen.

Als je al deze settings gehad hebt, kun je met CV2, CV5 en CV6 het snelheidsgedrag instellen ( b.v. Te snelle locs temmen ) of locs die middels P en I in de eerste paar snelheidsstappen niet mooi rondlopen toch via CV2 netsjes te laten kruipen.

Grtzz,

Karst

[Tjibbeb]

De referentiespanning is het eenvoudigst, dat is het EMK wat het motortje maximaal op kan wekken. Dus bij maximaal toerental. Dat zal ongeveer gelijk moeten zijn aan de uitgangsspanning van je stuurunit minus de opgenomen stroom maal de weerstand van de locomotief. (E=U-IaxRa).
De regelaar berekent dan wel wat de EMK bij het halve toerental moet zijn. (lineair verband dus ook de helft)
De P geeft helaas niet aan hoe snel op een afwijking wordt gereageert maar hoe krachtig. Een hoge waarde van P geeft bij een afwijking direct een reactie, een te hoge waarde kan hierdoor een te sterke reactie geven wat tot oscillatie kan leiden. Dit is afhankelijk van de massatraagheid van de aandrijving vooral massa in het rotortje en de massa van een eventueel aanwezig vliegwiel).
De I geeft aan hoeveel tijd het mag kosten om het verschil helemaal weg te regelen, een hoge waarde van I neemt wat meer tijd in beslag, een te lage waarde kan weer tot oscillatie leiden. De link van jou en JJHS geeft aardige uitgangspunten lijkt mij.
In het PDF staat letterlijk: "I"-deel van de interne PI regeling. Bepaalt de traagheid van de motor. Hoe trager de motor (als dus een grote massa voorhanden is of de motor een grote doormeter heeft) des te kleiner moet deze waarde zijn. (einde citaat) Wat ze dus proberen om bij een motor met veel roterende massa (hoge inertia) een kleine integratietijd te kiezen waardoor het geheel vlot en waarheidsgetrouw reageert. Een te kleine integratie tijd zal bij een dergelijk aandrijving echter altijd tot oscillatie leiden. Wanneer je een motor met weinig roterende massa hebt knijp je de integratietijd af door hem een hogere waarde te geven. Het duurt dan langer om de regelaar het verschil weg te laten werken waardoor de trein waarheidsgetrouw accelereert en reageert op hellingen etc. Een te hoge integratietijd zal geen problemen opleveren het geheel reageert dan langzaam op veranderingen. wanneer de I tijd (CV55) op 0 wordt gezet wordt in het algemeen de integrator uitgezet en is alleen de P regeling actief. Zo kun je misschien het best de regelaar proberen te begrijpen, eerst zien wat de P actie doet en dan optimaliseren met een beeetje I
Succes Tjibbe
ps Karst was mij net voor en heeft het bij het rechte eind.

[Karst Drenth]

Dubbel genaaid houdt beter 

Grtzz,

Karst

[Deetrein]

Wow, er gaat een wereld voor me open.
Bedankt mannen!
Heldere uitleg (na een paar keer doorlezen) voor een duister probleem.
Toch fijn zo'n forum 

Erich

[henk]

De P geeft helaas niet aan hoe snel op een afwijking wordt gereageert maar hoe krachtig. Een hoge waarde van P geeft bij een afwijikg direct een reactie, een te [...]

Kijk, dat lees ik als halfwetende als een tegenspraak. Maar ik begrijp dat een hoge P betekent dat de reactie krachtiger is, dat wil zeggen dat de pulsen dan sneller worden vergroot of verkleind? Een hoge P kan alleen voor zover de aandrijving ook in staat is dat te volgen.

Nog even over de waarden in de tabel. Als die niet automatisch tot stand komen na het invoeren van de referentiespanning voor de maximumsnelheid, hoe komen die waarden dan wel tot stand? De decoder moet toch weten welke EMK bij welke snelheidsstap hoort.

Als ik het allemaal door denk te hebben, zal ik het nog eens in zo niet-techneutisch mogelijk Nederlands proberen samen te vatten.

[Karst Drenth]

Hoi,

De snelheidsstappen kun je zien als een 'percentage' van het maximum.

De regeling intern staat daar los van en rekent in promiles (1024).

Grtzz,

Karst

[henk]

Aha, maar dan worden de referentiespanningen van de stappen toch wel automatisch vastgesteld, als een promilage van? Of eigenlijk niet, want dat werkt alleen bij een lineaire snelheidscurve. Wat gebeurt er bij een niet lineaire curve? Ander sommetje, wortel zus en me zo?

[Karst Drenth]

De snelheidscurve is de mapping tussen 1..126 (dcc) en de interne regelaar. In sie tabel worden de lineaire stappen van dcc omgezet ( evt. Niet lineair ) naar de interne promilages.

Grtzz,

Karst

[henk]

Ja, dat snap ik. Op basis van de maximale EMK en de curve kan de decoder voor iedere snelheidsstap de referentiespanning berekenen.